Big Bang (Büyük Patlama) Teorisi Nedir? Big Bang Teorisi Nasıl Ortaya Çıktı?

Big Bang Teorisi, evrenin nasıl oluştuğuna dair detaylar içeren önde gelen bir açıklamadır. Kısaca Big Bang, evrenin, 13,8 milyar yıl önce genişleyerek, kozmosa şişen ve geren sonsuz derecede sıcak ve yoğun bir yapıya sahip olduğunu, hayal edilemez hızlarda döndüğünü açıklayan bir teoridir.

Her şeyin varsayımsal başlangıç ​​noktası, tekillik olarak adlandırılan sonsuz bir enerji konsantrasyonuydu. Bu cümle her şeyi anlamlandırmanız için biraz kafa karıştırıcı olsa da endişelenmeyin. Çünkü uzay, zaman ve bir sürü farklı kuvvet kavramları evrenin ufak bir oluşumdan meydana geldiğini anlatmaya yetmiyor.

Özetle, mevcut teknoloji henüz astronomların kelimenin tam anlamıyla evrenin doğuşunu açıklamalarına izin vermese de, Big Bang (Büyük Patlama) hakkında anladığımız çoğu şey matematiksel formüllerden ve modellerden meydana geliyor.

İlk 10^-43 saniyelik genişleme oldu. Bu enerji yoğunluğu o kadar aşırıydı ki, fizik henüz neler olup bittiğine dair net bir açıklama sağlayamıyor.  Büyük Patlamadan yaklaşık 10^-32 saniye sonra genişleme atladı ve evrenin bir anda kabaca 10^50 kat büyümesine neden oldu.

Big Bang (Büyük Patlama) Nasıl Başladı?

Yaklaşık 13,7 milyar yıl önce, tüm evrendeki her şey sonsuz derecede küçük bir boyutta, sonsuz yoğunlukta ve ısıda bir noktada yoğunlaşmıştı.  Evrenimizi, dışarıya doğru aniden şişirmeye başlayan, ışık hızından daha hızlı olan patlayıcı bir genişleme başladı. Fizikçi Alan Guth’un Big Bang hakkındaki düşüncemizi sonsuza dek değiştiren 1980 teorisine göre; bu, saniyenin sadece kesirleri kadar yani saniyenin yaklaşık 10^-32’si kadar süren bir kozmik şişme dönemiydi.

Kozmik şişme ani ve hala açıklanamayan bir sona ulaştığında, Big Bang’in daha klasik tanımları hâkim oldu. Yeniden ısıtma olarak bilinen bir madde ve radyasyon seli, evrenimizi; parçacıklar, atomlar, yıldızlar ve galaksi gibi bildiğimiz şeylerle doldurmaya başladı.

NASA’ya göre; tüm bunlar, evrenin başlangıcından sonraki ilk saniye içinde, her şeyin sıcaklığı hala yaklaşık 10 milyar Fahrenheit (5,5 milyar Santigrat) seviyesindeyken gerçekleşti. Kozmos artık, bugün var olan her şeyin yapı taşları olacak hammaddeler olan;  nötronlar, elektronlar ve protonlar gibi çok çeşitli temel parçacıklar içeriyordu.

Zamanla, serbest elektronlar çekirdeklerle bir araya geldi ve nötr atomlar veya eşit pozitif ve negatif elektrik yüklerine sahip atomları oluşturdu. Bu, Big Bang (Büyük Patlama)’den yaklaşık 380.000 yıl sonra ışığın parlamasına izin verdi.

Bazen Big Bang‘in sonradan parlaması olarak adlandırılan bu ışık, daha doğru bir şekilde kozmik mikrodalga arka plan ışıması (CMB) olarak bilinir. Bu, ilk 1948 yılında Ralph Alpher ve diğer bilim adamları tarafından tahmin edilip, 1965 yılında New Jersey’deki Bell Telefon Laboratuvarları’ndan Arno Penzias ve Robert Wilson’un bir radyo alıcısı inşa ederken, NASA’ya göre beklenenden daha yüksek sıcaklıklar almalarıyla tesadüfen bulundu. İlk başta, bu anormalliğin antenin içine tünemeye çalışan güvercinlerden ve onların oluşturduğu atıklarından meydana geldiğini düşündüler, ancak pisliği temizleyip, güvercinleri öldürdüklerinde ve anormalliğin devam ettiğini gördüler.

Big Bang’ı Nasıl Modelleyeceğiz?

Big Bang’ı doğrudan göremediğimiz için günümüz teknolojisindeki büyük süper bilgisayarlarla, evrenin 4.000 versiyonlarını simüle ederek Big Bang’den sonraki aşamalar modellenmeye çalışılıyor.

Bugün evren hakkında bilinenlerle, 2021 çalışmasındaki araştırmacılar, ilkel evrende yerçekimi kuvvetlerinin nasıl etkileşime girdiğine dair anlayışlarını binlerce bilgisayar modelli evrenleriyle karşılaştırdılar. Kendi sanal evrenlerinin başlangıç ​​koşullarını tahmin edebilirlerse, kendi evrenimizin başlangıçta neye benzediğini doğru bir şekilde tahmin edebilmeyi umuyorlardı.  Araştırmacılar, evrenimizin başlangıcını sorgulamak için farklı yollar seçtiler.

2020 yılındaki bir çalışmada, araştırmacılar bunu madde ve antimadde arasındaki ayrımı araştırarak yaptılar. Henüz gözden geçirilmeyen çalışmada; evrendeki madde ve antimadde miktarındaki dengesizliğin, yerçekimi üzerinde etki uygulayan ve henüz etkileşime girmeyen bilinmeyen bir madde olan evrenin çok büyük miktarlarındaki karanlık madde ile ilgili olduğunu öne sürdüler. Big Bang‘den hemen sonraki kritik anlarda, evrenin tersi olan antimaddeden daha fazla madde üretmeye zorlanmış olabileceğini ve bunun da daha sonra karanlık maddenin oluşumuna yol açabileceğini öne sürdüler.

Evren Kaç Yaşında?

Kozmik mikrodalga arka plan ışıması (CMB), birçok araştırmacı tarafından ve birçok uzay aracı göreviyle gözlemlenmiştir. Bunu yapmak için en ünlü uzay görevlerinden biri, 1990’larda gökyüzünü haritalayan NASA’nın Kozmik Arka Plan Gezgini (COBE) uydusuydu.

BOOMERanG deneyi (Milimetrik Ekstragalaktik Radyasyonun ve Jeofizik Balon Gözlemleri), NASA’nın Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Sondası (WMAP) ve Avrupa Uzay Ajansı’nın Planck uydusu gibi COBE’yi takip eden başka görevler de oldu.

Planck’ın ilk olarak 2013’te yayınlanan gözlemleri, benzeri görülmemiş bir ayrıntıyla haritalama yaptı ve evrenin önceden düşünülenden daha yaşlı olduğunu ortaya çıkardı. Aslında evrenin, 13,7 milyar değil 13,82 milyar yaşında olduğu ortaya çıktı. Araştırma gözlemevinin bu konudaki görevi devam ederken, CMB’nin yeni haritaları periyodik olarak yayınlanmaktadır.

Planck’ın ana hedefi, Büyük Patlamadan kalan kalıntı radyasyon olan Kozmik Mikrodalga Arka Planını Işımasını incelemektir.

Ancak haritalarda, Güney Yarımkürenin, Kuzey Yarımküreden daha kırmızı (daha sıcak) olduğu görülüyor, bu da yeni gizemlere yol açıyor. Big Bang Teorisi, nereye bakarsanız bakın CMB’nin çoğunlukla aynı olacağını söylüyor.

CMB’yi incelemek, gökbilimcilere evrenin bileşimi hakkında da ipuçları verir. Araştırmacılar, kozmosun çoğunun madde ve enerjiden oluştuğunu ve bizim geleneksel araçlarımızla hissedemeyeceğimiz, karanlık madde ve karanlık enerji isimlerine yol açtığını düşünüyorlar. Evrenin sadece %5’inin gezegenler, yıldızlar ve galaksiler gibi maddelerden oluştuğu düşünülmektedir.